开关电源工作原理 全面的维修技巧

　　开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

　　现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。

　　直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

　　工作原理

　　开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量，当开关S断开时，电路中的储能装置（L1、C2、二极管D组成的电路）向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。

　　VO=TON / T * Vi

　　其中，VO为负载两端的电压平均值，TON 为开关每次接通的时间，T 为开关通断的工作周期。

　　由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，VO间电压平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便使输出电压VO维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”（TimeRationControl,缩写为TRC）。按TRC控制原理，有三种方式：

　　1、脉冲宽度调制（PulseWithModulation,缩写为PWM）：开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。

　　2、 脉冲频率调制（PulseFrequencyModulation,缩写为PFM）：导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。

　　3、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定：彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。

　　维修技巧

　　（一）基本维修技巧

　　断电情况下，“看、闻、问、量”

　　看：打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂，则应重点检查此处元件及相关电路元件。

　　闻：闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件。

　　问：问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规操作。

　　量：没通电前，用万用表量一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放悼，此电压有300多伏，需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，电阻值不应过低，否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。

　　（二）经验维修技巧

　　1、开关电源出现不启振的时候，我们通常需要查看开关频率是否正确、保护电路是否封锁、电压反馈电路、电流反馈电路又没问题，开关管是否击穿等。

　　2、开关电源变压器发热或发出“嗞嗞嗞”声，一般是开关频率不对。

　　3、开关电源输出电压电源指示灯一闪一闪的，一般是副边有短路的。

　　（三）具体维修技巧

　　以下就是具体问题具体分析了，基本上开关电源的问题都会有所涉及。

　　1、常见问题 检修技巧

　　（1）开关电源中保险熔断的直接原因:

　　a、开关管电源厚模块整流二极管击穿；

　　b、100uf/400v大电容击穿漏电；

　　c、消磁电阻内部碎裂。

　　（2）开关电源各输出端始终无电压输出的最常见原因:

　　a、交流220v整流滤波电路中的保险电阻开路;

　　b、开关管基极到100uf/400v大滤波电容正极之间的电阻开路。

　　（3）开关电源只在开机瞬间有小电压输出的常见原因:

　　a、行输出管击穿；

　　b、开关电源中开关变压器一左的2.2uf~100uf电解电容失效；

　　c、存在漏电情况。

　　（4）开关电源输出电压低的最常见原因:

　　a、行输出变压器局部短路；

　　b、脉宽调制电路中的三极管和二极管击穿；

　　c、光耦合器件中的三极管漏电等。

　　2、无输出 检修技巧

　　（1）始终无电压输出的原因

　　开关电源始终无电压输出是指开关电源各输出端，在按电源开关开机后始终为0V，这种情况是由于开关电源未产生震荡所致。进一步证实的方法是测开关电源100UF/400V电容关机后的电压，若300V之后慢慢下降，则说明开关电源未产生振荡。开关电源未产生振荡的原因有:

　　a、开关管集电极未得到足够的工作电压；

　　b、开关管基极未得到启动电压和相关电路漏电；

　　c、开关管正反馈元件失效。

　　2、判断故障的方法和步骤

　　检修这类故障的首要任务是判断鼓障在上述三个部位中的哪个部位，具体方法是测开关管集电极，基极电压，可能有以下几种情况:

　　a、开关管集电极电压为0V和低于市电1.4倍，开关管没有正常的工作电压，如果有1.4倍的电压，说明开关管集电极具备了正常的工作电压，说明AC220V及整流滤波电路工作正常；

　　b、开关管的基极电压为0V(包括开机瞬间)这种情况说明启动电路对开关管基极未提供启动(导通)电压，或基极与发射极之间相关元件击穿，应对启动电路和开关管发射极及相关元件进行检查，若电压为0.6~0.7(包括开几瞬间)，说明启动电路和开关管发射极元件正常，若在0.7V以上说明启动电路正常，但开关管发射结或其元件断路或阻值变大；

　　c、开关管具备导通条件:开关管基极电压为0.6~0.7V，集电极电压大于250V，说明开关管具备了工作条件，故障在正反馈电路，包括正反馈电阻，电容，续流二极管及开关变压器正反馈绕组及其之间的连接应制板。

　　3、瞬间有电压输出 检修技巧

　　1、瞬间电压输出故障原因

　　这种故障在按下启动开关的瞬间，开关电源某个或各个输出端电压有一个小的电压输出，然后降为0V，这种情况说明开关电源在加电的初始产生了振荡，但后由于过压，过流保护引起停振，或开关机接口电路加电初始为开机状态，但随CPU清零的结束而转入待机状态，引发这种情况的原因有:

　　a、开关电源因故输出电压比标准值高10V而引起过压保护；

　　b、负载过流引起保护动作；

　　c、保护电路自身的误动作；

　　d、遥控系统因故执行待机指令 。

　　2、判断故障方法与步骤

　　a、假负载法；

　　b、测量保护元件是否击穿；

　　c、断开法；

　　d、降压法。

　　3、各功能电路的检测方法

　　通过上述方法判断故障在开关电源的哪个部分后，对各个部分的检查方法如下：

　　a、对脉宽调制电路和正反馈电路的检查。对正反馈电路中的电解电容直接更换

　　目前开关电源的正反馈电路中的振荡电容有两种，一是0.016uf~0.039uf胆电容，其故障率很低，检修这种电容可以排除，另一种是10UF左右的电解电容，故障率使用数年后有可能，检修时直接更换此电容；

　　b、更换脉宽调制电路工作电压形成中的电解电容。在手中无交流调压器的情况下，对于过压保护故障，为了安全起见可先更换脉宽调制电路工作电压形成电路中的易损件，即滤波电容(几微法到100UF不等的电解电容)，看开关电源是否恢复正常。

　　4、输出电压低 检修技巧

　　1、开关电源输出电压低的原因

　　a、220V交流电压输入电路和整流滤波电路对开关管提供的工作电压不够，超出脉宽调制电路的控制范围；

　　b、负载电路存在过流引起开关电源负载加重而导致输出电压下降；

　　c、开/关机接口电路处于待机状态，令开关电源工作于低频振荡状态其输出电压为待机状态下的度数。此类故障仅应于无预备电源，CPU预备状态下的工作电压由开关电源提供的机型；

　　d、开/关机接口电路末端因故工作于开机或待机之间的状态，从而导致开关电源工作于待机与开机状态之间的工作频率，造成开关电源输出电压高于待机值，低于开机值；

　　e、保护电路端因故障工作于导通状态，使电源进入弱振窄脉冲供电，引起开关电源输出电压下降；

　　f、整流输出电路中的二极管和滤波电容，限流电阻损坏引起输出电压变低；

　　g、脉宽调制电路有问题，不能对开关电源输出电压的变化做出正切的响应，对电源开关管基极电压调整方向大小不对，从而造成开关电源输出电压低；

　　h、正反馈电路中的正反馈电阻变大，放电二极管性能变差，正反馈量不足，导致振荡周期变长。振荡频率下降，从而引起开关电源输出电压低；

　　i、它激式开关电源因未得到行逆成而工作低于低频状态，造成输出电压低。

　　2、判断故障方法与步骤

　　a、测行输出管集电极电压判断故障；

　　b、测开关电源各个输出端电压判断故障；

　　c、输出电压下降比列大，有的 输出电压下降比列小。